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气候（climate）一词起源于希腊语 klima，指太阳的入射角。这是一个合理的词源，因为太阳辐射是气候系统中最根本的能量源。然而，人们需要研究更多因素才能理解气候。在地球系统的各种变化过程中，太阳辐射被转化为其它形式的能量，分布于全球，横跨南北极，并沿着竖直方向穿越大气层和海洋。太阳能不仅温暖了大气和海洋，也产生了风和洋流、激活了水的相变、驱动化学转化、支持生命活动，而气候变化则产生于各种交互过程中。
气候（climate）一词起源于希腊语 klima，指太阳的入射角。这是一个合理的词源，因为太阳辐射是气候系统中最根本的能量源。然而，人们需要研究更多因素才能理解气候。在地球系统的各种变化过程中，太阳辐射被转化为其它形式的能量，分布于全球，横跨南北极，并沿着竖直方向穿越大气层和海洋。太阳能不仅温暖了大气和海洋，也产生了风和洋流、激活了水的相变、驱动化学转化、支持生命活动，而气候变化则产生于各种交互过程中。
全球气候系统的原理概述如图1所示。图1展示了气候系统的五个子系统、决定气候状态量的重要过程和气候变换中的各个环节。
[[文件:气候动力学图1.png|缩略图|图1 全球气候系统原理概述 气候系统的五个子系统（粗体）：大气层（Atmosphere）、水圈（hydrosphere）、生物圈（biosphere）、冰冻圈（cryosphere）、地表（land surface）。交互过程（细箭头）：大气-冰交互（Atmosphere-ice Interaction）、热交换（Heat Exchange）、风压（Wind Stress）、降水-蒸发（Precipitation-Evaporation）、地表辐射（Terrestrial Radiation）、土壤-生物圈交互（Soil-Biosphere Interaction）、大气-生物圈交互（Atmosphere-Biosphere Interaction）、陆地-大气交互（Land-Atmosphere Interaction）、冰-海洋耦合（Ice-Ocean Coupling）、水圈的河流湖泊和海洋的交互（Hydrosphere: Rivers&Lakes, Ocean)。变化中的要素（粗箭头）：太阳能输入变化（Changes in Solar Inputs）、大气层成分变化以及大气环流（Changes in the Atmosphere: Composition, Circulation）、水循环变化（Changes in the Hydrological Cycle）、海洋变化包括环流、海平面、生物地球化学（Changes in the Ocean: Circulation, Sea Level, Biogeochemistry）、地表变化包括地形、土地用途、植被、生态系统（Changes in/on the Land Surface: Orography, Land Use, Vegetation, Ecosystems）、冰冻圈包括海冰、冰盖、冰川（Cryoshpere: Sea Ice, Ice Sheets, Glaciers）。]]
[[文件:气候动力学图1.png|缩略图|图1 全球气候系统原理概述 气候系统的五个子系统（粗体）：大气层（Atmosphere）、水圈（hydrosphere）、生物圈（biosphere）、冰冻圈（cryosphere）、地表（land surface）。交互过程（细箭头）：大气-冰交互（Atmosphere-ice Interaction）、热交换（Heat Exchange）、风压（Wind Stress）、降水-蒸发（Precipitation-Evaporation）、地表辐射（Terrestrial Radiation）、土壤-生物圈交互（Soil-Biosphere Interaction）、大气-生物圈交互（Atmosphere-Biosphere Interaction）、陆地-大气交互（Land-Atmosphere Interaction）、冰-海洋耦合（Ice-Ocean Coupling）、水圈的河流湖泊和海洋的交互（Hydrosphere: Rivers&Lakes, Ocean)。变化中的要素（粗箭头）：太阳能输入变化（Changes in Solar Inputs）、大气层成分变化以及大气环流（Changes in the Atmosphere: Composition, Circulation）、水循环变化（Changes in the Hydrological Cycle）、海洋变化包括环流、海平面、生物地球化学（Changes in the Ocean: Circulation, Sea Level, Biogeochemistry）、地表变化包括地形、土地用途、植被、生态系统（Changes in/on the Land Surface: Orography, Land Use, Vegetation, Ecosystems）、冰冻圈包括海冰、冰盖、冰川（Cryoshpere: Sea Ice, Ice Sheets, Glaciers）。]]